Фундамент тисэ: технология монтажа, преимущества и особенности конструкции

Производство работ

Технология возведения фундаментов ТИСЭ включает в себя несколько этапов, каждый из которых важен, требует внимания и ответственного отношения к выполнению работ.

Подготовительные работы

На первом этапе производится удаление плодородного слоя земли на всем участке строительства. Работа несложная, но требует времени и значительных затрат труда, потому лучше всего ее выполнять с использованием специализированной техники.

Параллельно можно выполнить расчет фундамента дома и перенести в натуру проектное положение каждой сваи, произвести разметку площадки.

На начальном этапе также строится обноска из досок, устраиваются углубления в местах расположения свай.

Бурение скважин

Скважины под сваи устраиваются при помощи специального бурового устройства

Заглубление ям необходимо назначить, приняв во внимание глубину промерзания грунта в конкретном регионе. На видео Вы сможете увидеть процесс бурения скважин с подробными комментариями

Лучше всего бурению поддаются песчаные грунты, с глиной и суглинками придется повозиться немного дольше. При бурении могут попасться крупные камни, обойти которые невозможно. Для того чтобы не повредить бур, камни следует извлекать вручную.

Армирование

Работы по армированию выполняются для предотвращения отрыва опоры. При их выполнении используются армирующие элементы диаметром 10–12 мм, согнутые в форме буквы «П», верхняя их часть обвязывается проволокой. В качестве армирующих элементов можно применять любые металлические длинные прутья, кроме труб.

Устройство внутреннего расширения

Эту работу можно считать самой трудной и ответственной, от качества ее выполнения зависит надежность работы фундамента под нагрузкой от массы дома.

Суть ее заключается в устройстве расширения объема скважины в нижней части ямы. На величину расширения в первую очередь влияет плотность грунта. К примеру, при строительстве фундамента дома на жестких почвах, обладающих достаточной несущей способностью, увеличение объема скважины внизу ямы можно сделать и небольшим.

Устройство гидроизоляции и заливка бетона

В качестве гидроизоляционного материала можно использовать обыкновенный рубероид, который необходимо уложить сразу же после установки арматуры.

Бетон в ямы следует заливать быстро. После полного заполнения скважины получается столб ТИСЭ, несущая способность которого составляет порядка 10 т. При глубине заложения фундамента дома 1,5 м, расход бетона составляет 0,1–0,12 м3.

Изготовление ростверка

Для устройства ростверка также производится армирование и бетонирование в опалубке из досок. Рекомендуется использовать арматуру диаметром 10-14 мм. Посмотрев видео, Вы сможете узнать множество полезной информации о процессе устройства ростверка.

В ростверке все сваи соединяются в одной конструкции, что позволяет равномерно распределить нагрузку от дома между ними. Изготовление ростверка необходимо производить таким образом, чтобы не допустить его соприкосновения с грунтом, оставляя зазор в 10-15 см. Наличие такого зазора нивелирует воздействие выталкивающих сил пучения на фундамент.

Если дом строится на участке с уклоном, то ростверк следует устраивать ступенчатый.

При строительстве частного дома основной целью является максимальное удешевление работ без потери качества. Фундамент по технологии ТИСЭ полностью отвечает этой цели и может быть самостоятельно возведен умельцем даже с весьма посредственными строительными навыками.

Затраты уже полностью минимизированы, потому не следует экономить на качестве армирующих материалов или бетона. Хорошее качество использующихся материалов позволит фундаменту прослужить нескольким поколениям жильцов дома.

Расчет фундамента ТИСЭ

Методика расчета ничем не отличается от расчета в общем случае. Рассчитывается нагрузка от дома, а затем сравнивается с общей несущей способностью планируемого количества и диаметра свай.

Сначала на плане дома расставляете сваи. Они обязательно должны быть в углах и в местах примыкания простенков. Если расстояние между сваями получается больше 3 метров, между ними ставят промежуточные. Так расставляете на плане все опоры, придерживаясь правила:

• минимальное расстояние — 1,5 метра;
• максимальное 3 м.

Затем рассчитываете нагрузку от дома. Для этого сначала необходимо посчитать вес дома (все стройматериалы + мебель, сантехника, тяжелая бытовая техника).

Усредненные нагрузки от разных типов узлов дома

Если говорить усреднено, то для зданий из кирпича или ракушняка на каждый квадрат площади можно брать 2400 кг, из легких строительных блоков (пенобетон, газобетон и т.п.) — 2000 кг, из древесины и каркасники — 1800 кг. По этим усредненным нормам можно предварительно ориентироваться. Если же вы решите все считать серьезно, нужно будет соблюдать всю методику: считать, материалы стен, перекрытий, кровли, отделки и т.д. Так как технологии и материалы могут использоваться разные, расхождения тоже могут быть значительными.

Полученное значение умножаем на поправочный коэффициент — 1,3 или 1,4. Это запас прочности. Полученная цифра — это нагрузка, которую нужно будет передать через сваи.

Теперь по таблице подбираете, какой диаметр должна иметь свая, чтобы она смогла передать необходимый вес.

Несущая способность свай разных диаметров в различных грунтах

Если планируемое количество колонн с расширением выбранного диаметра может передать требуемую нагрузку, вам переделывать ничего не нужно. Если передаваемая масса слишком мала, необходимо или увеличить количество свай или сделать «пятку» большего диаметра.

Технология строительства

Технология строительства фундамента по технологии ТИСЭ в принципе ничем не отличается от технологии сооружения обычного свайного фундамента, но имеет ряд особенностей. Поэтому следует подробнее рассмотреть, как сделать свайное фундаментное основание ТИСЭ.

Верхние части опор соединяются между собой общим бетонным ростверком. Он служит для придания жёсткости свайной конструкции и одновременно – для опоры несущих стен дома. Перед началом работ нужно произвести планировку – выравнивание участка, и удаление верхнего органического слоя почвы.

Конструкция фундамента ТИСЭ

Разметка

Первым шагом производится разметка участка в соответствии с проектом строительства. Для этого следует натянуть по три осевых линии из шпагата или проволоки для каждой стены. Центральный шпагат служит для обозначения мест установки свай, а два крайних – границы опалубки ростверков. Натягиваются осевые линии при помощи стоек-обносок, которые представляют собой горизонтальные доски с двумя стойками, заглубляемыми в грунт.

Расстояние между опорами обычно принимается за 1 – 1,5 м, но при строительстве небольших по массе строений вполне возможно увеличить этот шаг вплоть до устройства опор только по углам строения. В местах бурения при помощи штыковой лопаты намечаются лидер-лунки, в которые будет заглубляться бур.

Бурение

Следующий этап – устройство скважин по системе Яковлева. В соответствии с показателями промерзания грунта устанавливается необходимая длина штанги бура. В итоге её длина должна быть больше этого показателя как минимум на 0,5 м. Инструмент вставляется в лидер-лунки и начинает заглубляться вращательным движением по часовой стрелки. Время от времени его следует поднимать наружу, чтобы удалить из скважины грунт.

После достижения нужной глубины высвобождается откидной плуг, и бурение продолжается. При устройстве расширяющейся пяты плуг также следует время от времени складывать, а инструмент поднимать и освобождать накопитель. Глубина расширения должна составлять от 40 до 50 см. Таким образом, в нижней части скважины образуется цилиндрическая выемка диаметром 60 см и высотой полметра.

Принцип работы бура Яковлева

Армирование и заливка

Перед заливкой бетона производится армирование скважины. Для большей жёсткости он должен быть объёмным – состоять из 3 или 4 стержней, соединённых между собой перемычками. Для армирования можно использовать как стальные, так и стеклопластиковые прутки толщиной 10 – 16 мм. Верхняя часть каркаса должна возвышаться над уровнем заливки – к ней в дальнейшем будет крепиться каркас ростверка.

По установке каркаса следует приступить непосредственно к заливке бетонного раствора в скважину. Для этого нужно использовать бетон марки не менее М-400. Бетон более низких показателей прочности применять для свайных опор не рекомендуется.

Каждая свая непосредственно после заливки должна быть тщательно провибрирована. Это даст возможность удалить из толщи бетона пузырьки воздуха и уплотнить раствор. В результате состав заполняет всё пространство скважины и становится более прочным.

После застывания свайных опор поверх них устанавливается опалубка под ростверки. Ростверк представляет собой монолитную бетонную балку, соединяющую между собой все сваи каждой стены. Внутри опалубки ростверка также монтируют объёмный каркас и соединяют его посредством сварки с армированием опор. Последним шагом производится заливка бетоном ростверка.

Соблюдая описанные технологии, каждый индивидуальный застройщик может своими руками соорудить свайный фундамент по технологии ТИСЭ. Это позволит с минимумом финансовых и временных затрат построить надёжное несущее основание на самых сложных грунтах.   

Фундамент ТИСЭ: порядок работ

В самой методике ТИСЭ есть некоторые рекомендации:

1. Сваи заглублять примерно на 20 см ниже уровня промерзания для региона .
2. Для армирования сваи используют четыре прута ребристой арматуры диаметром 10-12 мм. Располагать прутья нужно не ближе, чем 4 см от края.
3. Если уклон участка больше 10%, выпуск арматуры необходимо связать с ростверком.
4. Ростверк использовать или высокий — приподнятый на 150 мм над грунтом, или делать свайно-ленточный фундамент с мелкозаглубленной лентой. Второй вариант используют для тяжелых зданий, передать вес которых посредством свай невозможно, тогда делают ленту, которая увеличивает площадь передачи.

Схема армирования свайно-ростверкового фундамента с железобетонным ростверком (свайно-ленточного)

Не стоит делать на дне скважины песчаную подсыпку: она не будет иметь нормальной плотности и работать не будет.
Чтобы опора была надежной, применяйте вибраторы для бетона. Ручное вибрирование при помощи стержня арматуры неэффективно. Если в хозяйстве такого устройства нет, возьмите в аренду на время заливки фундамента: прочность повышается значительно.
Опалубку для сваи делаете из толя, рубероида или пергамина, свернутого в трубку. Лучше чтобы она имела несколько слоев (2-3). Их скреплять ничем не нужно: скрутили чуть меньше, чем диаметр, вставили. Высота этой опалубки — на 15 см выше уровня грунта независимо от того есть уклон на участке или нет. Этот торчащий кусок желательно присыпать песком или грунтом, и уплотнить его вокруг. Это не даст развалить толь при заливке бетона.

Фундамента ТИСЭ — подвид свайно-ростверкового фундамента. И технолоигя его изготовления ничем не отличается. Вся разница в процессе бурения. Других нет. Порядок работ и технология изготовления свайно-росветкового фундамента описаны тут. А в этой статье лучше дадим несколько практических советов.

Сложности при бурении

Если грунт сильно сыпучий — мелкий песок — стенки скважины могут осыпаться. Чтобы этого не произошло, налейте воды. Песок уплотнится и будет держать форму. Вода поможет и в том случае, если грунт очень сухой и плотный. Пробурив несколько десятков сантиметров, залейте в скважину воду. Она размягчит грунт, его можно будет порубить лопатой или другим приспособлением, а потом вынуть при помощи бура.

Пробурить скважины под фундамент ТИСЭ своими руками нелегко, но возможно даже в одиночку

Сложности создают мощные корни деревьев и кустов. Их нужно порубить. Для этого топорище приваривают (прикрепляют) к рукоятке. Резко опуская его в лунку, измельчают корни.

Как формировать расширение

После достижения проектной глубины скважины к буру прикрепляют плуг. Он может фиксироваться в двух положениях: для формирования пятки в 50 или 60 см. Плуг привязывается к веревке.

Это плуг, за счет которого формируется куполообразное расширение

Опускаете бур вниз, веревка натянута, плуг прижат. Веревку отпустили, он под собственным весом опускается вниз. Начинаете вращать (идет тяжело — режущая поверхность большая), лезвие разрезает грунт, формируя утолщение.

Вращать можно и по часовой стрелке и против. Если по часовой, то старайтесь вниз не давить: углубляться не нужно. При вращении против часовой происходит только разрезание грунта без углубления, но возникает другая проблема: грунт ссыпается под бур, выталкивая его вверх.

Оптимально порядок работ такой: прокрутили несколько раз против часовой стрелки. Как почувствовали, что лезвие уперлось в свод, делаете несколько обороть по часовой стрелке, набирая в корпус бура срезанный грунт. Вытаскиваете бур, высыпаете грунт. Повторяете несколько раз, пока не сформуется расширение (грунт перестанет набираться).

На твердых грунтах работа с раскрытым плугом может быть проблематичной. Тогда можно формировать расширение поэтапно. Сначала выставить плуг на самое маленькое расстояние, потом его увеличить до нужного размера.

Заполнение бетоном

Если уровень грунтовых вод невысокий, никаких проблем не возникает: заливаете, обрабатываете вибратором. Все.

Если уровень грунтовых вод высокий, пятку можно заливать сразу после того, как ее сформировали. Нужно будет только вставить арматуру. Ее тогда вяжете до начала бурения. Заливку основной части скважины можно оставить «на потом».

Выставив арматуру и опалубку начинают заливать бетон

Если воды много и прибывает она быстро, понадобится большой мешок из плотной пленки с дыркой внизу. Вставляете его в скважину и льете бетон. Так как он плотнее, он вытесняет воду. Залив пятку, вытаскиваете мешок. Он пригодится для следующих свай.

В видео ниже продемонстрирована технология строительства фундамента со сваями ТИСЭ и высоким ростверком.

Что это такое?

Закладка свайно-ленточного основания – новая технология, которая появилась в конце 90-х прошлого столетия и сегодня широко применяется во всем мире. Отличие от традиционного фундамента заключается в конструкции такого основания – на буронабивных столбах с расширенной пятой возводят железобетонный ростверк.

Несущая способность

Грузоподъемность фундамента связана с диаметром основания свай, сопротивлением и составом грунта:

Тип грунта	Сопротивление почвы, кг/м2	Несущая способность силовой конструкции в зависимости от диаметра пяты, т
50 см	60 см
глина, песок крупной фракции	6	12	17
суглинок, супесь	3	6	8
песок пылеватый	2	4	5,5
песок средней фракции	5	10	14

На практике грузоподъемность фундамента ТИСЭ может быть выше в 2 раза за счет того, что цементное молочко проникает в почву и затвердевает там, образуя слой грунтобетона толщино1 5–7 см.

Как изготавливается свайный фундамент?

Проектирование начинается со сбора исходных данных, полученных в результате геологических изысканий грунта. Затем рассчитывают фундамент – определяют параметры конструктивных элементов, в том числе шаг между опорами и рассчитывают потребность в строительных материалах.

Полевые работы начинаются с разметки свайного поля традиционным способом. После бурят скважины на проектную глубину. Уширения делают поочередно: сначала формируют выемку Ø500 мм, затем расправляют лопасти в конечное положение и доводят уширения до максимально значения.

В готовую свежину заводят армокаркас, после чего конструкцию заливают бетонным раствором. После затвердевания опоры переходят к строительству железобетонного ростверка в виде монолитной ленты традиционным способом. При этом между нижней плоскостью ростверка и поверхностью земли должен оставаться зазор в 30–45 см.

Работы по устройству фундамента ТИСЭ можно проводить своими руками без привлечения спецтехники, что обуславливает дополнительную экономию.

Цена закладки под ключ

При отсутствии навыков в строительстве и понимания технологии, собственнику целесообразно обратиться к профессионалам. Среднерыночные цены на услуги отражены в таблице:

Параметры силовой конструкции с параметрами ростверка: ширина 40 см, высота 60 см	Стоимость одной сваи, руб.	Цена, руб./м пог.	Стоимость фундамента площадью 6х6 м
Ø опоры, мм	Ø пяты, мм	Глубина, м
250	600	1,5	3–4 тыс.	4–5,5 тыс.	150–200 тыс.
200	500	1,5	2,8–3,5 тыс.	4–5,5 тыс.	120–170 тыс.

Сфера применения и срок службы

Сваи ТИСЭ широко используются в строительстве, поскольку являются универсальными силовыми конструкциями.

Технология особенно эффективна в таких ситуациях:

• при возведении бетонных и кирпичных заборов;
• при малоэтажном строительстве из тяжелых материалов;
• при строительстве двух- и трехэтажных жилых домов из бруса, пенобетона и каркасных панелей;
• при возведении бань и других тяжелых конструкций.

Сваи ТИСЭ можно строить практически на любых грунтах, кроме скальных пород, а именно в глинистой и песчаной почве, супесях, лессах и суглинках. Перечисленные типы грунта составляют 90% от всей площади российских регионов, что обуславливает популярность такой технологии.

За счет особенности конструкции, сваи не передают сооружению, которое удерживают, вибрации и динамические нагрузки, возникающие вблизи автомагистралей и железнодорожных путей.

Расчет контура фундамента

Перед началом устройства фундамента необходимо сделать разметку и расчет. Разметку производят при помощи; колышек, рейки, лески, рулетки и водного уровня.

Первым делом на месте будущей стены забиваются рейки, с запасом в 2 метра и к ним крепится леска.

Для определения первого угла отступается 1 м от рейки и забивается колышек, от него на длину стены забивается второй колышек. Рейки устанавливаются для нулевой точки опорной конструкции ТИСЭ для определения верхней точки ростверка применяется водный уровень.

Внутренний периметр ростверка определяется по рулетке, на ширину ростверка от внешнего края забивается внутренний периметр соединенный леской. Затем производится разметка под скважины. Можно определить середину между краями ростверка и натянуть леску, а по ней отмечать места для скважин.

Бурение скважин

Бур для скважин фундамента ТИСЭ.

В местах, где находятся отметки, копают на пол штыка ямки и бурят скважины. Бурение производят специальным инструментом фундаментный бур ТИСЭ. Этот инструмент ручной и состоит из рукоятки, штанги из двух секций, бура, накопителя грунта и откидной лопатки. Регулировка глубины производится штангой, грунт забирается и рыхлится грунтоприемником, а откидной лопаткой расширяется основание скважины.

Минус в бурении скважин заключается в том, что после бурения скважины нужно расширить ее основание, а для этого приходится перестраивать бур. Для оптимизации бурения, по советам специалистов, следует набурить несколько скважин, а затем расширить, это отнимет меньше времени, чем перестраивание бура.

Во время бурения бур со штангой вращаются, на штангу надевается откидная лопатка и прикрепляется шпилькой к грунтоприемнику. Подъем лопатки производится шнуром, а спуск под давлением своего веса. После расширения скважин производится армирование и заливка.

Бурение скважин.

Армирование свай

• Сваи армируются для того чтобы повысить их прочность. После того как зальются бетоном арматурные пруты свая получается железобетонной.
• Для армирования свай применяют арматуру диаметром 10-12 мм, для ростверка используется более тонкая арматура.
• Армирование и заливка свай делается отдельно, так как с каркасом свай необходимо связать каркас ростверка.
• Заливка свай производится частями, после каждой части бетона в скважину опускают вибратор и производят уплотнение.

Заливка ростверка

• С помощью ростверка сваи соединяются. Таким образом нагрузка на сваи распределяется равномерно.
• Опалубка монтируется по технологии ТИСЭ. Внутрь опалубки закрепляется гидроизоляция – это необходимо для удержания в растворе цементного молочка.
• На дно опалубки насыпается песок и устанавливается каркас из арматуры, крепят с расстоянием до стенок 5-7 см. Заливка ростверка обязательно уплотняется виброплитой или глубинным вибратором.
• Залитый фундамент остается затвердевать, после этого опалубка снимается и удаляется песок.

Преимущества и недостатки ТИСЭ

Фундамент ТИСЭ позволяет экономить денежные средства и трудозатраты, так как метод предполагает сокращение объема грунтовых и бетонных работ, строительного материала, а также позволяет обойтись без привлечения рабочей силы.

Например, используя размеры фундамента дома 5×10 м, можно произвести расчет расхода стройматериалов. Для традиционного ленточного фундамента 0.70×0.40×30 м потребуется бетона объемом 8.40 м3, а для ТИСЭ своими руками всего 2.00 м3, из расчета, что нужно 20 свай 1.20×0.60 м.

Помимо экономической выгоды, отзывы застройщиков также помогают выделить следующие плюсы технологии:

• отсутствие необходимости в применении дорогостоящей техники для строительства под ключ, благодаря технологии ТИСЭ 2 и ТИСЭ 3 (за исключением бура);
• автономность работ; строительство осуществляется без подключения к электросети, поэтому может проводиться даже в полевых условиях;
• снижение затрачиваемого времени на работы;
• фундамент ТИСЭ доступен даже тем, у кого нет опыта строительства дома;
• возможность развести коммуникации даже в уже построенном доме;
• Яковлев разработал универсальный метод, пригодный для всех типов грунтов (пучинистых, с близким расположением грунтовых вод, в сейсмологических районах).

Демонстрируя очевидные плюсы, технология ТИСЭ имеет и недостатки. Отзывы индивидуальных застройщиков выявляют такие минусы:

Наземная и подземная часть фундамента ТИСЭ

• невозможность работать на болотистых грунтах, где столбчатый фундамент может попросту утонуть или сломаться;
• сложность бурения на каменистых грунтах, что увеличивает трудозатраты на начальных этапах строительства;
• некоторые называют такие минусы, как уменьшение площади подвала из-за невозможности его обустроить под всем домом;
• фундамент по технологии ТИСЭ требует отмостки большой ширины.

Несмотря на минусы, метод, который предложил конструктор Яковлев, остается самым экологически безопасным и удобным для частного строительства дома под ключ.

Расчет фундамента

Расчет фундамента дает застройщику понятие о том, сколько опор ему понадобится, с каким шагом они будут размещаться и на какую глубину уходить в землю. Перед началом определения этих показателей необходимо выявить, какова несущая способность грунта в соотношении с габаритами будущего дома. Для этого необходимо сделать расчет:

• веса здания;
• его эксплуатационной нагрузки;
• нагрузки снежного слоя;
• несущей способности сваи.

Чтобы произвести расчет веса дома, необходимо прибавить массу фундамента, стен, перекрытий и крыши. Вес фундамента определяется путем приблизительного определения веса потраченных на него стройматериалов, исходя из объема свай.

Расчет веса стен определяется нагрузкой стройматериала. При использовании опалубки ТИСЭ 2 необходимо прибавить 270 кг к общему весу, при использовании опалубки ТИСЭ 3 – 400 кг.

Готовый фундамент ТИСЭ

Перекрытия дают разную нагрузку, в зависимости от типа: деревянное – до 100-150 кг с утеплителем; железобетонное – 500 кг, бетонные плиты с пустотами – 350 кг. На 1 м2 крыши приходится вес в 50 кг для шиферной кровли, в 89 кг – керамической черепицы и 30 кг – листовой стали.

Чтобы произвести расчет эксплуатационной нагрузки, которую получает фундамент ТИСЭ, необходимо определить приблизительный вес всей бытовой техники, количества проживающих человек, коммуникаций и т.д.

Для односкатных и двухскатных крыш с уклоном 25˚ коэффициент нагрузки равен – 1, при наклоне 26-60˚ — 1.25. Сложив все показатели вместе, и умножив число на коэффициент 1.3, получаем расчет общего веса дома.

Расчет несущей способности сваи определяется в зависимости от типа грунта, величины его сопротивляемости на 1 м2, а также диаметра опоры, который застройщик планирует использовать, обустраивая фундамент по технологии ТИСЭ под ключ.

Например, на суглинке показатель сопротивления грунта составляет 3 кг/м2. Для сваи диаметром 250 показатель несущей способности будет составлять 1.5 т, для 500 мм – 5.88 т, а для 600 мм – 8.40 т. Наилучшие показатели демонстрируют сваи средней толщины 500 мм на всех типах грунта.

Чтобы сделать расчет глубины бурения, необходимо определить уровень промерзания грунта и прибавить к числу еще 20 см. Чтобы обустроить фундамент ТИСЭ, на завершающем этапе производится расчет шага установки столбов таким способом. Например, есть дом 5×10м, грунт массива – суглинка, вес дома 350 тонн, размеры периметра дома – 30 м.

Несущая способность глины – 6 кг/ см2. Если расширение выбранного основания 600 мм, то один столб может выдержать 17 тонн. Делим 350 т на 17 тонн и получаем 20 свай. Периметр дома 30 м, значит шаг установки опор, равен полутора метрам.